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模拟电子技术基础范文1
关键词:模拟电路 教学改革 实验改革
《模拟电子技术基础》是高校信息类专业的基础主干课程,在本科教学计划和课程建设评估中占有重要的地位。当前许多高校都是按院系统一招生,学完专业基础课再分专业方向和选择专业模块,强调“宽口径、重基础”,在这种培养模式下,作为专业基础课的《模拟电子技术基础》的教学就显得尤为重要。
1 课程现状及存在的问题
《模拟电子技术基础》是培养电子信息专业技术人才的重要基础课程,它讲述电子器件及其应用的知识,内容经历了从电子管到晶体管到集成电路的发展过程。近年来,信息技术发展迅速,电子信息技术产业已成为国家经济发展的支柱产业,国家需要大量的电子信息技术专业人才。但是在很多高校却出现了奇怪的现象:近些年,《模拟电子技术基础》课程反而出现了“没落”的趋势,青年教师不愿教、学生不爱学。近几年对信息类学生成绩的统计表明,《模拟电子技术基础》课程是不及格人数最多的科目之一。出现问题的原因,主要有以下两个方面:
第一,随着电子和相关产业的高速发展,《模拟电子技术基础》课程所涉及的内容发生了很大的变化。新的专业发展不仅要求学生具备一定的理论基础,而且对学生的实践能力和动手能力也提出了更高的要求。但是传统的教学内容和方法强调培养研究型的人才,强调理论,强调对复杂的电路原理及物理过程的分析和研究,而对课程的工程应用性反映不足,不够重视实践,实验课设置不尽合理,这些使得《模拟电子技术基础》课程在“教与学”“学与应用”的环节上与现实的要求存在较大的矛盾。例如,学习三极管、场效应管等器件和各种放大电路时,教师花了很多课时对器件、电路原理进行讲述,推导计算公式,学生感到枯燥、难懂,应用能力欠缺。教师反映“难教”,学生反映“难学”,有些同学甚至戏称这门课为“魔鬼电路(魔电)”,这在很大程度上影响了学生学习的积极性和主动性。
第二,近几年来,《模拟电子技术基础》的教学处于尴尬的地位。讲过这门课的老师都有这样的感受:《模拟电子技术基础》这门课不好上。它既需要扎实的理论功底,又需要较丰富的实践经验,需要教师投入大量时间精力才能上好。但是由于它不属于信息技术发展的前沿课程,科研创新的机会少,学校投入、重视不足,使任课教师心理出现落差,因此很容易造成教师特别是青年教师不重视教学工作,不愿投入时间和精力去研究教学改革,最终导致整体教学水平出现下滑。
2 教学模式的改革
课程的教学改革势在必行。一方面加强宣传,使各级管理和教学人员认识到专业基础课既是传授从事本学科和专业方向所必备的基本知识,又在人才培养和三类课程体系中起到承前启后的作用,必须注重专业基础课的投入和师资的培养。另一方面必须不断调整教学的内容、方法和手段,适应信息技术发展对人才的需要。
2.1教学改革
2.1.1 改革传统教学方法和手段
根据专业发展重视实践动手能力的要求,改变传统教学强调理论的“满堂灌”的做法,授课方式由“单向传授”转变为“多种方式”。例如,开展互动学习法,选择一些章节,组织学生自学――演讲――讨论,最后教师给予总结,完成教学过程。也可以选择适当章节,采用“实践――理论――实践”的方式,由学生先做实验,认识电路,然后学理论加深理解,再做实验进一步提高。除了常规作业外,教师可以适时安排2~3次大作业,比如,在学完二极管、三极管及场效应管这三章内容之后,设置若干实用电路,如,二极管构成的限幅电路、单相桥式整流电路、共射极放大电路等,并提出使用条件和参数要求,由学生分组选题讨论设计。最后,教师可以安排专门时间,由每组派出代表,讲解设计过程,通过MULTISIM或PSPICE软件验证设计结果。这样,有助于培养学生将理论知识运用到实践中的能力。
在教学手段上,采用多媒体的教学方式和传统的教学方法相结合。多媒体教学是近几年来各高校高度提倡的教学手段之一,它具有传播信息量大、图文并茂、形象直观的特点,在《模拟电子技术基础》课程中使用多媒体教学,可以节省时间,对电路的讲解也更清晰。然而传统的教学方法也不能完全抛弃,它可以使学生有更多的时间思考、消化所学内容。据测算,完全使用多媒体进行教学,可以在两个课时内完成传统教学三个课时的内容。因此,教师可以根据学生的具体情况,选择合适的课时比例,灵活使用这两种教学方法,以期达到良好的教学效果。
2.1.2 教学内容的改革
近几年来,电子技术进入了飞速发展的时期,集成化代表着电子技术的发展方向。电子技术的教学必须体现这一方向,以集成为主,拓宽更新教学内容。对不符合集成发展方向的传统电路及其分析方法,如,对于变压器耦合电路工作点的静态及动态图解法、差分式放大电路参数的计算等应进行精简,而对基本放大电路、负反馈概念及稳定性内容应加强。同时,在教学中,教师应着重阐明基本电路的原理、功能及主要参数,尤其要给出电路的应用实例。
在课程的定位上应当明确,《模拟电子技术基础》课程的重点不是理论问题而是应用问题,强调实践应用和电子设计能力。《模拟电子技术基础》采用“近似模型”,强调“工程性”和“近似估算”。因此《模拟电子技术基础》的教与学,应当采取“避虚(纯理论)就实(实际应用)”的策略,要强调物理概念,不要陷入盲目的公式推导而成为讲数学,有关理论只要“够用即可”,这是课程性质所决定的。
2.1.3 实验课改革
实践教学是《模拟电子技术基础》课程教学的重要组成部分,但是长期以来实验教学一直作为辅助环节从属于理论教学,受到课时和硬件条件的限制,使实验课的设置不尽合理,实验的作用得不到充分发挥。许多实验课变成了走过场,有些学生做了一学期的实验后仍不认识器件,不了解器件参数。因此,实验课改革的目标就是要使学生真正参与到实验中来,通过实验提高动手操作能力。实验的改革主要从以下两个方面着手。
2.1.3.1 改革实验内容
第一,设置入门实验课时,激发学生对实验的兴趣。
在学生学习《模拟电子技术基础》课程的第一周,开设2课时的教学实习,采用直观教学方法和手段,准备好各种电子元器件、历届制作的电子作品,例如,音乐贺卡、抢答器、数字电子表等,让学生零距离接触、观看和测试,让学生充分感受电子产品并非高不可攀,它就在我们即将学习的知识中,消除学生对电子电路设计的陌生感和神秘感,激发学生对实验课程的兴趣。
第二,设立验证性实验、设计性实验、综合设计性实验等多层次的实验模式。
《模拟电子技术基础》的实验教学模式可设置为如下的三个层次:第一,验证性实验。实验内容主要是对所学理论的验证,目的是加深学生对电子技术基本理论的理解,比如,晶体管共射极放大电路实验,通过实验学生就会加深对静态工作点对放大器性能影响、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等概念的理解。但此类实验由于缺乏主动性与创造性,所占比例不宜过大。但是,目前90%的实验都属于此类。第二,设计性实验。需要学生根据实验要求,先设计电路,然后选用器件完成应用电路,目的是培养学生的设计、装调与测试电路的能力。实验内容可由易到难,比如,可以结合理论课的大作业,从设计二极管的相关电路开始,循序渐进。在学完运算电路和功率放大电路后,就可以让学生设计卡拉OK音响电路,学生通过麦克风输入声音,加法电路混合声音、再由功率放大电路输出声音,将三部分的内容结合在一起完成设计。这类实验的设置能使学生的应用能力及动手能力大大增强,因此,这是实验课内容改革需要重点关注的部分。第三,综合设计性实验。实验内容是以模拟电子电路为主,利用跨学科知识、器件进行综合性系统的设计的实验,这类实验要求学生具有较高的综合能力和创新能力,难度较大,因此,选择实验内容时可适当考虑,有条件的情况下可考虑设置成课程设计内容。这三类实验的比例以4:3:1为宜。
2.1.3.2 建立开放的实验室
《模拟电子技术基础》的实验课程一般设置8个实验,每个实验2个学时。但从实验效果来看,由于学生水平参差不齐,有创意的学生感觉时间不够用或自己的设计想法没有机会实践,而实验教师则感到学生多,压力大。每次实验结束,学生意犹未尽而教师筋疲力尽。因此,建立一个开放的实验室是解决当前遇到的问题最好的办法。实验室除了在规定的时间段内承担计划内的实验外,其他时间向所有学生开放。实验室提供必要的软件,如PSPICE、PROTEL、MUILTISIM、MAXPLUS2等以及一些基本的电子元器件,安排相关的教师进行指导。学生可根据自己的时间、兴趣进行预约,实验内容既可以是实验课内容的深化,也可以进行创新设计。
3 结语
《模拟电子技术基础》是信息类专业一门重要的专业基础课程,随着电子技术的发展,《模拟电子技术基础》课程中的基本器件、内容体系、实验方法、设计手段也在不断发展更新,这就要求教师不断更新与改进教学的内容、方法和手段,使学生“学能懂”“学能用”,充分发挥教育优势,培养高素质、创新性的人才。
参考文献:
[1]. 《电子线路》课程体系及其再认识[J].电气电子教学学报,2010(4).
模拟电子技术基础范文2
关键词:模拟电子技术基础;研究型教学;教学改革;创新能力;教学辅助软件
作者简介:刘浩(1977-),男,四川达州人,东华大学信息学院,副教授;任立红(1966-),女,内蒙古赤峰人,东华大学信息学院,副教授。(上海 201620)
基金项目:本文系2012年度上海市教委重点课程项目(项目编号:901-07-010155)的研究成果。
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)35-0052-02
以培养学生创新能力为基本出发点,研究型教学是与国家创新体系和高等教育改革高度契合的一种现代教学模式。实施研究型教学是我国创建高水平大学的重要路径和改革方向。[1]创新能力是不仅关注知识结论本身,还要探究其背景、概念、方法、局限性等,善于发现问题、研究问题,注重逆向思辨的综合能力。[2]研究型教学模式已成为当前重点高校教学改革亟待解决的深层次问题。“模拟电子技术基础”是电类本科专业一门重要的专业基础课,是学好后续专业课的前提,在电类学生创新能力培养中具有承上启下的重要作用。[3]近年来,在学校“稳量提质”的新目标下,笔者结合“模拟电子技术基础”课程特点及我校信息学院的实际情况,从教改思路、内容体系、教学方法、实践环节等方面对研究型教学改革进行了有益的探索和实践,取得了一定的成果。
一、教改的基本思路
一方面,“模拟电子技术基础”课程具有较强的工程性和实践性。这一特点打破了学生习惯于数学分析的思维模式,教师应通过启发式和讨论式教学方法培养学生面向应用的创新意识。另一方面,电子学科发展迅速,该课程应与现代教育技术充分结合,从发展的角度更新课程内容体系,并适当通过双语教学吸收国外先进的教学成果。因此,该课程确立了“夯实经典,面向发展,注重实践,促进创新”的教改思路,坚持理论性、工程性和前沿性并重的原则,在教学中实现线性与非线性、理论解析与工程方法、基础理论与前沿应用、元件与系统的辩证统一,并推进以创新能力培养为目标的多元化考核方式。教师以“元器件基础电路电路系统”为主线,从设计的角度讲授某一电路的获得过程,引导学生站在系统的高度解析电路及其局限性,并获得重新构造电路的思路。课程教学将发现问题放在更重要的地位,并用研究的方法解决问题,从而培养学生的创新意识和能力。
二、课程内容体系的更新
“模拟电子技术基础”课程需要在有限的学时内(理论教学64学时,实验20学时)使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。新修订的课程内容体系更加注重理论教学与实践教学的衔接,在保证经典理论的基础上重点讲授集成运放组成的各种信号运算、信号处理和信号产生电路,并延伸到模拟集成电路和模数混合系统等内容,培养学生系统级的分析与设计能力。理论教学应简化器件内部机理的介绍,弱化缺乏工程背景的解题技巧及公式记忆,强化器件的组合应用与接口扩展机制,加强主流新技术的探讨;实践教学应重点引入研究型和设计型实践教学环节,为此出版了课程配套的“十一五”规划实验教材《电子技术实验与模拟电子技术课程设计》。目前,多媒体教学和电子设计自动化(EDA)的发展使得教学辅助软件能够融入课堂,为学生丰富的探索和实践提供了现代化手段。适用于该课程的研究型教学辅助软件包括EDA仿真软件Multisim、Proteus和工程计算软件Matlab、MathCAD。[4]在此基础上,笔者将EDA仿真作为理论课的工具及学生进行硬件实验的前提,建立了“理论·仿真·硬件”相互融合的教学模式,以保证研究型教学落到实处。
三、教学方法与教学手段的改进
1.通过网络辅助教学平善课程体系
随着信息技术的发展,世界各国高校都在大力开展网络化教学应用,然而海量的数字化资源会使学生感到无所适从。为此,笔者通过网络辅助教学平台给学生提供少而精的数字化资源,与课堂教学相辅相成。除了教学大纲、教学日历和教学课件,网络辅助教学平台提供的数字化教学资源还包括教学辅助软件、往届试卷及答案详解、国家级电子技术精品课程和国际一流大学电子技术课程的网址,方便学生进行自主学习。网络辅助教学平台还提供与课程相关的在线辅导答疑,并通过微博、QQ群、飞信群等网络互动方式开展忆阻器、在系统可编程模拟器件、新型传感器等前沿技术的专题讨论,并让学生通过网络调查模拟电子技术的相关专利与应用,撰写调研报告,促进学生开展研究性学习。
2.将EDA仿真演示融入理论教学
EDA技术是电子设计领域的一场革命,改变了以变量估算和硬件实验为基础的电路设计方法。在理论教学中引入重点内容的EDA仿真演示,有利于快捷地将理论性和应用性融于一体,实现理论教学的拓展,并为实践教学打下基础。由于学时与场所限制,教师需要在备课时充分考虑课堂投影演示与本机显示的不同,精心设计演示范例与互动环节,引导学生思考,由学生得出结论,并事先做好演示范例的中间版本以便重点演示关键步骤。例如,笔者在课堂上利用EDA仿真软件边演示边讲解电路引入负反馈前后各种参数、输入输出信号波形、频率响应特性的异同,学生通过直观的比较加深了对负反馈作用的理解。此外,笔者在布置书面作业时还鼓励学生对作业中的疑难问题进行仿真,并在作业本上写出心得体会。
3.强化“系统化模拟电路”的定性思维
现行的理论教学往往只讲器件和基础电路,很少涉及如何由各种元器件通过某种联结组成一个实用系统。笔者在绪论课中就结合实际阐明电路系统的组成及各部分的作用,并给出简图;之后课程中每一个新内容都会回到系统简图上来,逐渐深化、细化,并引导学生寻找反例,这样不但使学生建立了系统的概念,而且能够举一反三。在EDA的辅助下,学生对各种电路无须精确的理论计算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚电路系统的设计思路及其局限性、性能指标的折衷考虑。要注意各章节之间的相互配合和衔接,坚持培养学生“系统化模拟电路”的定性思维,强化以集成运放为基础的知识体系,使学生建立系统观念、工程观念,学会定性分析与辩证的思维方法。
四、多层次的实践教学
1.利用Multisim软件开展虚拟实验
研究型教学是理论和实践有机结合的一种教学方式。然而由于学时、实验条件的限制,课内实验的教学效果难以达到预期目标,利用EDA软件开展虚拟实验能够弥补当前课内实验的不足。目前EDA软件的种类很多,其中Multisim软件提供了多种常用的虚拟电子仪器与元器件,特别适合于模拟电路系统的虚拟实验。[5]学生可以通过这些仪器观察电路的运行状态,查看电路的仿真结果,许多设置、使用和读数与实际的测量仪器类似。因此,课内实验是首先在EDA实验室安排了一节课的Multisim认识实习,随后按教学日历分为基础实验、综合实验、课程设计三个阶段。各阶段都增加了相应的仿真设计内容。在课内实验之前,笔者要求学生预习实验内容并进行Multisim仿真及课外研究,再进入实验室通过仪器设备进行实际的硬件操作。虚拟实验和硬件实验不可重此轻彼,而应软硬结合。笔者通过实验课件的演示减少讲解时间,让学生有更多的时间用于实际操作与硬件调试。这种“理论·仿真·硬件”相互融合的教学模式将仿真考核和课外研究作为实验成绩的重要部分,增强了学生对理论知识的理解与掌握,提高了学生的仿真能力、设计能力和系统调试能力。
2.重视综合实验和课程设计
研究型教学需要一种类似科学研究的氛围以及一对一的师生互动。综合实验和课程设计能够较好地弥补理论教学大班授课的不足。有限的学时在一定程度上制约了实践教学的深入开展,为此笔者压缩了前期验证型基础实验的次数,在实验课程的后期安排了三次融合整学期知识点的综合实验,帮助学生强化“系统化模拟电路”的定性思维。期末的课程设计则由指导教师布置若干难度适中的研究课题,要求学生从查阅资料开始自主进行电路设计,对设计的电路进行仿真分析,经教师审查后方可选购器件,安装调试电路,测量各种参数,进行实验分析,提出改进意见,并根据规范格式书写课程设计报告,完成一次较完整的工程研究训练。鼓励学生进一步拓展课程设计内容并发表科技小论文,在课程设计中表现突出的学生将被选拔参加各种课外科技活动和竞赛。
五、结束语
研究型教学是面向创新型国家建设的新型教学实践活动,也是创建高水平大学的重要途径。本文以“模拟电子技术基础”课程为例,从教改思路、内容体系、教学方法及实践环节等多个方面探讨了研究型教学改革的具体措施和方法,建立了学生为主体、教师为向导的教学模式。教学实践表明,这些改革措施有效地调动了学生探索学习的积极性和主动性,提高了电类本科生的科学素养与创新能力。
参考文献:
[1]唐朝京,涂瑞斌,库锡树.电子信息类大学生创新能力培养体系建设研究[J].高等教育研究学报,2009,(2):88-90.
[2]丁国强,郭凌云,崔光照.“电子技术”课程研究性教学模式应用研究[J].中国电力教育,2012,(14):73-74.
[3]华成英,王红,叶朝辉.电子技术基础课程研究型教学模式的探索与实践[J].北华航天工业学院学报,2011,(4):41-43.
模拟电子技术基础范文3
一、 用Flash制作《电子技术基础》模拟演示课件的优势
1. 利用Flash模拟演示课件可将抽象的东西形象化
在电子技术基础教学中,有许多微观的物理现象及变化过程是很难甚至不能用肉眼看清的,有些即使借助最现代的仪器也很难看到,这些内容对学生来说是很抽象的,也很难理解。利用计算机多媒体制作软件flash的动画制作功能,创建事物变化的动画效果,把一个原本无法看到或看清的现象逼真地呈现到学生的面前。例如,在学习PN结的形成过程时,通过flash模拟演示课件可以直观的展示P形半导体和N形半导体通过特殊工艺连接在一起时由于多数载流子的扩散形成PN结的过程,通过模拟演示可将PN结形成过程中非常抽象的东西形象地表达出来,教师只需要播放相关的动画,再进行简单的说明,就可以比较容易地解决学生难以理解的问题。
2. 利用Flash模拟演示课件可激发学生的学习兴趣
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,课堂教学实践也表明,学生感兴趣的时候,求知欲非常强烈,学习热情高,学习时能发挥出潜在的积极性和主动性。Flas技术具有丰富的表现能力,在电子技术基础课堂教学中,利用Flash模拟演示课件,可将抽象的教学内容形象、直观、生动地展示在学生面前,使学生仿佛身临其境,极大地调动学生的参与意识和学习兴趣。
3. 利用Flash模拟演示课件可提高课堂教学效率
在电子技术基础教学中,利用Flash的模拟、仿真与动画技术,可以使一些普通条件下无法实现或无法观察到的过程和现象生动而形象地显示出来,可大大增强学生对抽象事物与过程的理解与感受,同时还能吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,使学生在课堂上接受和掌握更多的知识。另外,利用Flash演示课件还能促进我们教师去进一步完善课堂教学,使教学过程更具有科学性,是提高电子技术基础课堂教学效率的一种有效手段。
4. 利用Flash模拟演示课件可弥补普通实验无法实现的问题
1) 有利于解决实验设备不足的状况。Flash模拟演示课件提供了高指标的虚拟仪器和充足的虚拟元器件资源。虚拟实验的引入,可以节省购置元器件和仪器设备的大量经费,弥补了因实验仪器缺乏和实验经费不足而造成的缺憾。
2) 可以实现许多实验中不能实现或难以实现的功能。Flash虚拟仿真能在各种假定的条件下,甚至是在目前无法实现的条件下,对电路进行研究。如:不管是考虑安全因素还是成本,实验室里都不宜做的破坏性实验,但虚拟仿真却可以做,甚至可以做各种故障和非正常性的实验。在研究一个电路方案初期,可以将影响电路的一些次要因素去掉,如杂散电容、漏电感等,以免它们对电路的基本原理和性能产生影响,从而混淆了对电路的正确理解,但在制作一个实际电路中却做不到这一点。
二、 用Flash制作《电子技术基础》模拟演示课件的实例
Flash 是一款矢量动画软件, 主要特点是使用方便, 制作的动画效果千变万化,占用空间小,任意缩放图像的大小不失真,具有强大的交互性和兼容性。在电子技术基础的教学中,本人尝试用Flash制作了一些模拟演示课件。下面介绍其中的一个课件――《PN 结的形成过程》。
首先,用Flash制作一个被控制的PN结形成过程的影片,该影片共有590帧组成。前25帧描述整个模拟演示课件的标题《PN结的形成过程》,字幕从中间开始从无到有渐渐显示,稍作停顿之后渐渐消隐;第26-110帧描述P型半导体和N型半导体通过特殊工艺连接的过程;第111-160帧描述P型半导体和N型半导体后在接触面上出现自由电子和空穴的扩散运动;第161-375帧描述电子空穴的复合和消失过程,由于电子空穴对不断复合和消失形成空间电荷区,在这个过程中用闪动效果突出了电子―空穴对的复合和消失过程;第375-415帧描述由于空间电荷区的存在而形成内电场;第416-590帧描述扩散运动和漂移运动动态平衡过程,由于内电场的存在,产生电子和空穴的扩散和漂移运动, 刚开始由于扩散运动大于漂移运动, 电子―空穴对的复合和消失不断进行,空间电荷区不断加宽,内电场不断加强,扩散运动和漂移运动达到了动态平衡, 因此PN 结的宽度不再改变, 也就是形成了PN 结。
三、 用Flash制作模拟演示课件应该注意的几个问题
1. 要合理利用Flash模拟演示课件。虽然Flash多媒体教学方式有许多优势,但并非所有的学科、所有的内容都适合用Flash演示课件形式进行教学,不能让Flash演示课件垄断一切。如重要的电子技术概念、定律的结论可以用传统的教学方式进行讲解,而抽象的微观变化过程、成本高或无法开设的电子技术实验可以用Flash模拟演示课件进行仿真实验。
2. 要尽量避免flash模拟演示课件重复制作,浪费人力资源。电子技术教师的工作重点应该放在电子技术课堂教学上,而不应该把精力过多地放在flash课件制作上,应该更多的收集和应用别人的课件。当然,如果自己会做课件也要集中精力做几个优质课件提供给别人,做到真正的网络资源共享,没有必要制作所有的课件,把精力浪费在课件的制作上面。
3. Flash仿真模拟实验不能替代实物实验。职业学校培养的是技能型人才,实践动手能力的培养是职业学校教学的重要任务之一,而学生的动手能力单靠仿真模拟实验是练不出来的。许多事例证明学生们用仿真软件按照书本连接一个电路, 测试电路中每部分的参数都较容易, 而真正要他们用实物, 自己动手搭连一个电路, 用实际的仪器去测量电路参数, 调整元器件, 他们就不知如何动手了。看到电阻、电容等实物他们不知道这是什么东西,干什么用的, 也不知道这些元器件参数在实物上的表示方法, 更不知道如何将它们连接在电路中;拿来一个三极管, 不知道如何去识别和判断三个管脚的极性等等, 不胜枚举。据了解之所以出现这种现象, 主要是因为动手太少了。
参考文献
[1] 孙晓红“物理教学中Flash 多媒体课件的制作与应用”《中国电化教育》2004年总第206期.
模拟电子技术基础范文4
论文关键词:模拟电子技术;一体化;课程教学
《模拟电子技术》是中职电子信息技术类专业重要的专业技术基础课,也是目前中职学校中学生难学、教师难教的课程。《模拟电子技术》课程的教学已到了非改革不可的地步。
近年来,在我校的统一安排下,由主管教学工作的副校长、电子专业科科长、专业教师、实训指导教师组成专门的《模拟电子技术》课程改革小组,对2007电子(1)、2007电子(2)、2007电气化3个班的《模拟电子技术》课程实施了项目教学法教学改革。教学改革的整体规划为:共分为11个项目、27个任务。分别是项目1:二极管及整流电路;项目2:晶体三极管及基本放大电路;项目3:场效应管放大电路;项目4:放大电路的负反馈;项目5:低频功率放大器;项目6:集成运算放大器;项目7:正弦波振荡器;项目8:直流稳压电源;项目9:晶闸管及应用电路;项目10:综合电子技能实训Ⅰ(两周);项目11:综合电子技能实训Ⅱ(两周)。其中,项目1~9在实验室上课,项目10、项目11在实习场上课。笔者负责前9个项目,共含25个教学任务。以下的论述均以前9个项目的教学方法为基础。
项目教学法的教学流程:看一看做一做读一读议一议想一想知识扩展。
首先,让学生观摩教师做电路连接与测试操作,看一看教师是怎么做的;其次,学生自己动手做电路的连接及测试操作;再次,学生做完测试后,读一读教材上与实验相关的内容;又次,学生以小组的方式(每组4~6人)进行讨论。通过“看一看”、“做一做”、“读一读”以及“议一议”几个基本教学环节的相关技能知识的学习,得出测试结论,然后再想一想教师列出的思考问题;最后,教师总结并根据学习情况进行必要的知识扩展。至此,教学流程基本结束。本人最大的感触就是:高产出需要高投入。只有高投入,才能使项目教学法得以顺利完成,使教学效果显著。
教学场地的建设
在一体化教学活动中,建设现代化的教学场地十分重要。要想成功地演示电路的连接及测试操作过程,就必须配备优良的投影设备。比如,在进行“项目2:三极管及其放大电路”中的“任务3:放大电路的分析与调试”教学时,教师要演示电路的连接、调节及测试过程,如果按老办法在讲台上摆一套设备,教师在讲台前演示操作,那么,学生能看到的仅仅是万用表、毫伏表、信号发生器以及示波器等仪器的整件,示波器显示的波形也只有正前方靠近讲台的几组学生能看清楚,至于元件、仪器的旋钮、按键是无法看清楚的。教师花了时间演示和讲解,操作演示结束了,但90%的学生依然懵懂,不知如何操作。教师还是要一组一组地教,两节课下来,教师忙死了,50%学生的项目(任务)还没做完。教学结果是事倍功半,效率极低。如果有了良好的投影设备,把测试电路、仪器设备都清楚地投影到大屏幕上,让实验室里的每一位学生都能清楚地看到教师的操作过程。这样,只要学生认真听,注意看,看完教师的操作过程后,他们基本能完成电路的连接及测试。
投影设备一般包括摄像头、投影机和幕布,选购时一定要选择适用的,否则演示效果会大打折扣。摄像头的种类繁多,价格从几十元到几千元不等。购买时一般要注意这几个参数:(1)传感器的种类及像素。(2)最大分辨率。分辨率最高,图像就越精细。(3)镜头。真正影响摄像头清晰度的是镜头,不同的摄像头用不同的镜头,有四层光学玻璃的镜头、一层玻璃一层塑料的镜头、甚至最差的只有一层塑料的镜头等等。(4)投影机的种类也不少,选购时一般要注意它的亮度和幕布的选择。希望学校在选购投影设备时充分考虑产品的性价比,买到适用、好用、耐用的投影设备。
实训设备的齐全与配套
“做一做”这个环节,投入是最高的。首先,必需的仪器设备有万用表、示波器、信号源、毫伏表以及稳压电源等。最好能做到每人1套。项目测试所需的元件、器件每次都要提前准备好。其次,必须要有好的实验室管理员,管理员应是能力强且工作积极的人,每次进行项目测试前都能把所有用到的仪器设备、元器件检查好、修好;如果在操作过程中仪器损坏了也能快速修好,以免造成延误。
良好、足够的师资力量
假设仪器设备全部都是好的,在进行项目测试的过程中还是有很多学生会遇到很多困难,由于学生是初学者,还不具备检查仪器设备的能力,需要教师帮助解决。如果只有1位教师同时辅导太多的学生,学生叫几次教师都不来帮助他们,他们就会觉得很沮丧,干脆不做了。长久下去对学生、对教学质量都有非常负面的影响。针对这种情况,这次改革,学校为这门课配备了3位教师:1位实验室管理员、1位主讲教师、1位辅导教师。主讲教师和管理员同时参加辅导,这样每个测试任务,学生基本都能按计划完成。教师的选择也是很重要的,主讲自然要找最好的,辅导教师也找综合能力强的人。他对相关的理论知识要懂,对仪器的操作要熟悉,工作态度要积极。在主讲教师讲解演示时,管理员和辅导教师应该在场,一是对接下来的教学内容更熟悉和清楚,二是可提醒分心的学生集中精神听讲。在学生操作的过程中,所有的参与教师都要主动帮助学生。这一步是教改中的重点,要做好这一步学校不仅要投入大量的物力,还要投入良好的师资。
增加教学时数,加强考核验收
只投入物力和人力还不够,还要投入时间。2007电气化班投入这门课的时间是每周1天(6节),共16周。如果学生对电路基本知识熟悉,会用万用表、信号源、示波器等仪器,用这么少的时间来学习这么多的内容,时间十分紧张。而我们面对的学生对电阻的分压、分流不熟悉,仪器设备中大部分学生连万用表都不会用。在开始每个任务前,教师要先讲解相关的基本知识,讲解仪器的使用方法。而要熟练操作仪器并不是一朝一夕的事,往往这周讲了,下周上课时90%的学生都忘了,要再重新讲。因此,需要增加课时数量。在项目教学法的教学流程中,没有基本知识讲解这一项,基本知识的学习在“读一读”环节中由学生自己获得。但是,技校的学生在“读一读”这个时间段里,70%是不看书的,所以,在抽查时,很多学生是一问三不知。而强迫他们自动去学习的最佳手段就是考试。因为考试必须是单人操作,所以,最好是1位教师对1位学生进行考试,除了考学生的操作能力,还可以考他的理论知识。但这种考核方法实施困难,第一要耗大量时间,第二不方便管理。一个初学者要搞懂一个电路,仅做一次测试是不够的,同一电路至少要独立做两次以上的实验。而有的学生可能要在教师的指导下做两三次实验后才能独立完成实验。所以,用每周6节课,在16周内完成9个项目25个任务,时间是远远不够的。即使按1个学期16周,每周安排16节课(最好是四个上午)也是不多的。1门课每周排16节课似乎不太科学,如果把它分在两个学期上,第1学期完成“项目1:二极管及整流电路;项目2:晶体三极管及基本放大电路;项目3:场效应管放大电路;项目9:晶闸管及应用电路”4个项目,每周安排8节(两个上午)。第2学期完成“项目4:放大电路的负反馈;项目5:低频功率放大器;项目6:集成运算放大器;项目7:正弦波振荡器;项目8:直流稳压电源”5个项目,每周也安排8节(两个上午)。这就显得更科学,也更合理。
成功的项目许多都是高投入的结果
各行各业,每次高产出之前都是高投入的。今年,由于天气干旱和清明节时的一场大风,海南荔枝普遍减产30%,成熟期推迟7天左右。但海南省保亭县岭南果园农民卢德忠的荔枝增产30%以上,亩产能达到1000斤,并且比其他果园提前7天成熟。他的荔枝现在卖到每公斤5元,比别人要多1倍。这样的高产出,是因为他曾投入50万元,在400亩荔枝园全部实现喷灌;还投入50多万元建了一个大养猪场,无偿给养猪户使用,但是要求猪场的粪便全部给他用来生产沼气,肥料全部供他的果园施肥。他每株荔枝投入成本300元,比其他种植户高出 100多元。
“神舟五号”成功发射的效益是有目共睹的,但这次载人航天计划的花费在200亿元人民币左右,神舟5号飞船的造价是4~5亿元。
根据英国Chart-Track发表的统计报告,2008年4月,GTA4在英国市场的首日销售量为60.9万套,其中X360版为33.5万套,PS3版为27.4万套,又一次达到了系列的新高。Rockstar North总裁Leslie Benzies在接受采访时透露了GTA4的开发费用,达到了惊人的1亿美金,这使之成为业界有史以来成本最高的游戏。
模拟电子技术基础范文5
摘 要 电路与模拟电子技术是高职电类课程教学体系中的两门基础课,将“电路”与“模拟电子技术”这两门课的基本特征和内在联系相互贯通,改革教学方法,实现两门课的贯通教学。从而加强两门课的关联性,降低学习难度,提高学生的学习兴趣,提高教学效果。
关键词 电路 模拟电子技术 贯通教学 关联性 教学效果
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.08.043
Teaching of Vocational College "Circuit" and
"Analog Electronics" Two Courses
DENG Youlin, LIU Haimei
(Hu'nan Vocational Institute of Safety Technology, Changsha, Hu'nan 410151)
Abstract: Circuits and analog electronics is electrically Courses Higher Education System in two basic courses, the basic characteristics of "circuit" and "Analog Electronic Technology" course of two interconnected and internal relations, the reform of teaching methods to achieve two classes teaching. Thus enhancing the relevance of two classes, reducing the learning curve and improve students’ interest in learning, improve teaching effectiveness.
Keywords: circuit; analog electronics; teaching; relevance; teaching effectiveness
0 引言
“电路”是高职电类课程的第一门入门课,属于专业基础必修课,主要是引导学生认识电路,掌握与电路有关的基本理论知识和基本分析方法、分析能力等,从而为后续课程的学习打下坚实的基础。“模拟电子技术”是“电路”的后续课程之一,是在掌握电路有关的基本知识和分析方法之后,学习电子技术的基本理论知识和技能,着重培养学生利用基础知识解决实际问题的能力。这两门课程的教学效果受到很多因素的影响,其中一个重要的因素是这两门课之间的关联程度和贯通教学。例如,“电路”中涉及到的叠加原理、两大约束以及戴维南定理等内容,都是“模拟电子技术”课程需要掌握和经常用到的基础理论和分析方法。
通过担任这两门课程的教学任务,并对教学效果进行对比的基础上发现,大多数学生学习“模拟电子技术”课程感觉到很吃力,主要原因是没有把这两门课很好地衔接起来、实现融会贯通。如果在“电路”的教学过程中能够将工程应用题中的非线性电路进行线性化这一思想提前传授给同学们,那么,后续的“模拟电子技术”的学习就会轻松、容易很多,理解起来也就更简单。将两门课程的知识点进行衔接,在“电路”教学过程中,提前引入“模拟电子技术”中的电路模型,并引导同学们用“电路”中的基本原理和基本方法进行求解,这样对后续“模拟电子技术”的学习起到很好的铺垫作用。而在“模拟电子技术”中复习和强调“电路”教学内容中的基本知识和分析方法,实现这两门课程的融会贯通和相互渗透、相互衔接。
2 优化和改革两门课程的传统教学方法
2.1 贯通教学,合理分配教学课时
课堂教学时间是有限的,如何让学生在有限的时间内,理解和掌握一些相关的知识点,就需要教师抓住所讲内容之间的联系与衔接,相互渗透,采用铺垫式和复习式的方法,对有关知识点进行综合的讲解和运用。“电路”和“模拟电子技术”中的许多知识点是有衔接关系的,“电路”的学习为“模拟电子技术”的学习打下了坚实的基础,“模拟电子技术”的非线性电路的学习则需要运用到“电路”中的线性电路分析方法和基本原理。由于这两门课之间的知识点联系比较紧密,教师应该从多角度对相关知识进行综合性的讲解,以增加学生的理解能力和融会贯通能力。将这两门课进行比较学习,增强学生对相互关联知识点的印象,进而掌握相关知识点。
另外,由于“电路”与“模拟电子技术”是分别在一学期的上、下学期教学的,在课时分配方面,应该根据知识点的难易程度合理分配课时。由于电路中的基本概念、定律和分析方法这些内容在“大学物理”、“高等数学”等课程中有所涉及,属于比较基础的内容,理解和学习起来并不是那么费力。而“模拟电子技术”这门课的内容涉及了微观粒子的运动、特性曲线以及工程中的近似等效等,对大多数学生来说知识点比较生疏,需要教师花费更多的时间去讲解,将抽象的内容具体化,让学生能够充分地吸收消化。
因此,对于整体64学时的教学安排,这两门课程比较合理的教学分配应该是“电路”24课时,“模拟电子技术”40课时。这样,采取前紧后松的教学节奏,将容易理解和掌握的电路部分加快教学进度,进入到模拟电子技术部分就有更充足的时间进行详细的、全面的讲解。从而,使这两门课的整体学习效果达到最佳。
2.2 因材施教,突出把握教学重点
“电路”与“模拟电子技术”涉及的内容较多,要求学生在有限的课堂时间中掌握好相关的知识点,教师必须利用好每一节课的教学时间,提高教学质量。因此,教师在授课过程中必须突出重点内容。在每一章节开始学习之前,都要梳理一下本章节的内容,将其划分为“了解”、“理解”和“掌握”三个层次,并提前告诉学生哪些是本章的重难点内容,需要花费更多的时间去学习和钻研。这样,在实际教学过程中,对于只需了解的内容要提醒同学们提前自学,上课时无需花费过多的时间,对于需要理解和掌握的内容,则要重点讲解。有了层次分明的学习计划,学生学习起来也不会混乱,而是目的性强,目标清晰。例如,在讲授放大电路分析时,由于时间的限制,可以重点介绍三极管放大电路及其分析,而将场效放大电路的分析作为自学的内容。这样学生在学习时就目标明确,只需要掌握好三极管放大电路的理解和掌握上,将该部分内容学好了,就可以运用同样的分析方法进行场效放大电路的分析。
2.3 活跃氛围,增加教学的趣味性
“电路”与“模拟电子技术”作为专业技术基础课,理论性较强,定理定律、公式和概念较多,如果采用传统的教学方法,对于图形图表、原理图、结构图等理解起来有一定的难度,并且比较枯燥无味。这样就会导致学生在学习过程中感觉到很吃力,逐渐丧失学习的积极性,产生厌学和抵触心理,这种教学方式下的教学效果必然很差。因此,要加强课堂的趣味性,提高学生的学习热情和积极性,可以采取鼓励学生主动参与课堂教学,提高学生的主体能动性,也可以采用多媒体技术来丰富教学内容,增加教学的趣味性。
首先是提高学生学习的积极性,变被动为主动,从而提高教学质量。例如,在讲到动态电路分析这一章时,只需介绍电容原件的一阶零输入响应、零状态响应以及全状态响应等的求解内容和分析方法,对于电感元件的类似内容就可以交给学生课下自学,下次课时要求同学们根据自学的结果,将有关内容讲给大家听,其他同学可以互相补充,自由发言。这样,经过讨论和思维碰撞,一方面增强了学习氛围,激发了学生的学习积极性,另一方面也提高了教学质量,发挥了学生的主体参与性。
其次,可以采取多媒体技术进行课堂教学。通过生动有趣的、丰富多彩的、新颖的画面、图像和音效来展现教学内容,将静态的图像转化成物体运动状态的动态过程,增加学生对该内容的理解能力和学习兴趣。从而展现出形象、生动、充满趣味性的教学内容,激发学生的学习积极性和学习欲望,同时也提高了教学效果。
2.4 学以致用,加强实践教学
理论只有密切联系实际才会产生实际的作用,学生学习的最终目的也是为了学以致用。而传统 “电路”和“模拟电子技术”的教学与实际生产实践有一定的差距,他们更像是一门物理课,缺少实践认识。例如,传统的电路课中学完电阻后,对他的认识仅仅停留在电阻的矩形符号、欧姆定理及其计算方法,而对电阻的种类、容差及其与实际应用相关的概念一无所知,但这些知识恰好是实际的生产生活中用得最多、最重要的知识。
因此,需要增加实验教学的比重,培养学生的动手能力和实践认知,并将相关内容的实验进行对比,培养综合分析能力。同时,实验的内容也要有重点、有层次,例如随着电子技术的发展,大规模集成电路越来越受到重视,而这部分内容,在课程教学中只讲到其理论部分的学习,而对解决实际器件的使用问题等较少涉及。
综上所述,为了在教学过程中增加实践教学的比例,可以在授课时引入生产生活中与此内容相关的知识,丰富学生的实践认知和知识结构。例如,在讲授电阻知识时,除了介绍欧姆定律和基尔霍夫定律之外,还可以扩充一些有关电阻种类、容差等在实际应用中经常会碰到的问题。并通过开展实习实践或者课程实验等方式,使学生能够零距离地体会和掌握“电路”与“模拟电子技术”的理论基础知识和实际应用问题。
3 教学成效
在教学过程中,在传统教学方法的基础上引入多媒体教学,增加教学的趣味性和丰富性,调动学生的积极性,避免以往理论知识学习的枯燥性,也加深了学生对相关知识的理解和掌握程度。另外,充分调动学生学习的主观能动性,改变以往教师为主体的教学方法,从而促进师生之间的交流,增强教学效果。另一方面,将理论与实践相结合,既加强了学生的动手能力,也增加了学生学习的积极性和主动性,学习成绩得到明显的提升。在理论知识掌握牢固的基础上,鼓励学生参加电子设计大赛等,也能培养他们的动手能力和解决实际问题的综合能力,为以后的工作积累经验。
4 结语
“电路”和“模拟电子技术”作为电子信息类专业的专业基础课,体现了其专业性和基础性。因此,教师在教学过程中也要关注其专业性和基础性,将知识体系与当前的产业实践整合在一起。通过在原有的理论知识基础上引入实践相关知识,还要在原有理论思维方式基础上引入实践相关的基础知识,将这些知识点及其内在联系以特定的方式讲解出来,实现“电路”和“模拟电子技术”两门课程的贯通教学。使学生在掌握电子元器件和电路工作原理的基础上,培养工程思维模式,以适应未来生产实践的需要。
参考文献
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[4] 夏百战,石世光.电路与模拟电子技术实验课程教学改革与探索[J].电化教育研究,2010(4).
模拟电子技术基础范文6
【关键词】模拟电子技术;教学改革;教学手段
0 引言
高职教育是培养高级技术型人才的一种教育形式,它与普通本科高等教育有着截然不同的培养目标。因此,高职教育在其教学计划、课程体系、教学内容乃至教学方法等方面都应具有显著的特色。模拟电子技术是模拟电子技术是高职电子信息类、电气信息类、计算机应用等专业的一门关键性的技术基础课程。为了提高模拟电子技术课程的教学质量,改进教学效果,提高学生分析问题和解决实际问题的能力,培养适应现代科学技术发展的高质量人才,近几年来我们从模拟电子技术课程的教材选用、教学内容、教学手段和实验教学等方面进行了一些改革和探索。
1 课程教学中存在的问题
模拟电子技术课程的理论学习往往有大量复杂的电路分析,抽象的理论概念较多,内容覆盖面广,理论性和实践性强,但学生不会将理论知识运用于实践。同时,由于本门课程内容偏重理论,学生在学习过程容易感觉乏味枯燥,学习效果不好。因此,传统的课堂教学中存在以下的问题:(1)学生学习积极性不高;(2)教学方式和教学手段单一化;(3)课程试题库陈旧;(4)实验教学内容陈旧;(5)理论和实践严重脱节。
2 模拟电子技术课程改革的一些思路与想法探讨
2.1 教材选用的原则
教材选用要符合学院办学层次和培养目标,不能用本科教材或中职教材代替高职专科生教材。基础理论教材要符合培养目标,以应用为目的,坚持以适用、够用为准则。专业课教材要强调专业知识的实用性和行业岗位的针对性。康华光的《电子技术基础》(第五版)教材内容全面,知识结构丰富,但面对专科生要是我们选用此教材,首先是学生会被吓倒,然后是老师没办法完成教学任务,而让学生对教材的选用无比失望。胡宴如主编的《模拟电子技术基础》教材内容精炼,知识结构简单一些,本人觉得更适用于专科生使用。
2.2 教学内容的更新
值得强调的是:本文中的模拟电子技术课程是教学内容点的集合,笔者把知识点和相应的能力点相融合而成的有机整体称之为教学内容点(或称为教学项目)。例如,共射放大电路知识点和三极管放大电路的动态指标测量能力点相融合而构成共射放大电路教学内容点。以高职教育的培养目标和高职电子信息类、电气信息类、计算机应用等专业教学计划为依据,模拟电子技术课程教学内容的重点是:
(1)PN结的单向导电性,半导体二极管伏安特性和主要参数,整流滤波电路的组成、工作原理及主要计算公式。
(2)半导体三极管的工作原理、特性曲线和主要参数。
(3)共射放大电路和共集放大电路的静态分析、动态分析。
(4)场效应管的工作原理、特性曲线和主要参数,共源极放大电路的静态分析、动态分析。
(5)集成运放的基本知识。
(6)反馈的概念、类型和负反馈对放大电路的影响。
(7)“虚短”和“虚断”的概念、集成运放构成的运算电路、信号产生电路。
(8)正弦波振荡电路。
(9)功率放大电路。
(10)直流稳压电源电路。
根据理论教学要以应用为目的、以必须够用为度的高职教学要求,我们降低了放大电路的图解分析法、多级放大电路的计算、放大电路的频率响应、差动放大电路的分析计算、OCL功率放大电路和晶闸管应用电路等教学内容的教学要求。
2.3 教学方法与教学手段的改变
现代化教学手段提高教学质量。在课堂教学中使用现代化的教学手段,通过文字、声音、图形、动画等多种媒体对模拟电子技术课程内容进行有机的整合和生动的表达,给教学注入生动翔实的内容和丰富的信息,以充分适应模拟电子技术课程前后概念与内容相互交错的复杂需要。多媒体教学扩大了课堂教学的信息量,有利于提高课堂效率,促进了教师表达方式的多样性。不但增强了课堂教学内容的生动性与形象性,而且增强了教学过程中的互动性,有利于知识的获取与保持。达到直观、省时、高效的目的,有利于更深入地向学生讲授理论实质,活跃课堂气氛。
2.4 理论与实际相结合
在实验教学方面,合理配置演示性、验证性和设计性、综合性实验,充分利用仿真实验的便利条件,并将仿真实验及硬件实验将课堂教学和实践环节相融合,使学生对理论知识更好的消化和吸收,锻炼学生分析问题和解决问题的能力。例如,在实践教学环节中,可以适当引入和灵活配置Matlab、Labview、proteus等仿真软件,由学生设计和实现虚拟实验,通过灵活配置一些仿真参数,对实验结果进行分析和讨论,通过图形对比,使学生从理论认识进一步深入到感性认识,以更好地理解和巩固通信原理课程中的概念和结论。具体设计题目包括:直流稳压电源电路设计、扩音机的制作、调光控制器的制作等等。通过上述实验教学方面的改革,可以使教学理论联系实际,使学生具备一定的感性认识,并培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题及解决问题的能力。
3 结语
随着现代科技的发展,各学科间呈现出互相渗透、互相融合的发展趋势,对人才的培养带来了更高的要求。培养大批具有工程素质和创新能力的高技能电子人才,是社会发展的需要。通过对《模拟电子技术》课程的教学改革与实践,不仅丰富了教学手段,提高了教学效果,而且调动了学生的主观能动性,有效地培养了学生的创新能力和科研能力。
【参考文献】
[1]胡宴如.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2005.
[2]康华光.电子技术基础.5版[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3]王淑娟,蔡惟铮.电子技术课程全方位建设的研究与实践[J].南京:电气电子学报,2005,27(2):10-13.